CN110487243A - 一种机场跑道沉降监测***及其布设和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机场跑道沉降监测***及其布设和使用方法，在跑道地基中设置多个沉降监测点，每个沉降监测点中分别埋设有一个磁致伸缩液体压差式静力水准仪，在跑道地基侧部设置有沉降基点，沉降基点位置也安装有磁致伸缩液体压差式静力水准仪，各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过气体连通管与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且所有磁致伸缩液体压差式静力水准仪数据线通过预埋穿线管汇总引出至沉降基点附近数据采集器，进而实现根据需要实时采集跑道沉降数据。
Description
技术领域
本发明属于机场跑道监测技术领域，具体涉及一种机场跑道沉降监测***及其布设和使用方法。
背景技术
因城市规划需要，越来越多的机场跑道需要通过围海造陆、削山填方、软土地基形成。比如澳门机场、香港机场第三跑道、大连新机场、三亚新机场等都是通过围海造陆形成机场跑道；万州机场、龙洞堡机场、攀枝花机场、黄龙机场、承德机场、六盘水机场、重庆机场等均是高填方地基形成机场跑道；浦东机场、宁波栎社机场、天津滨海机场等机场跑道均存在软土地基。而这些机场跑道均面临运营期沉降量、差异沉降、跑道开裂等问题。
机场跑道在运营期是严格控制人员进入的，如何能长期有效的获得机场跑道沉降数据是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种机场跑道沉降监测***及其布设和使用方法，能够满足监测人员不进入机场跑道飞行区、不影响飞机正常起飞降落的前提下，根据需要实时采集跑道沉降数据，便于机场方根据沉降数据做出是否需要整修的决定，以及获得跑道长期沉降变形数据。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种机场跑道沉降监测***，在跑道地基(100)中设置多个沉降监测点(1-2)，每个沉降监测点中分别埋设有一个磁致伸缩液体压差式静力水准仪，在跑道地基(100)侧部设置有沉降基点，沉降基点位置也安装有磁致伸缩液体压差式静力水准仪，各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管(3)与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过气体连通管(2)与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且所有磁致伸缩液体压差式静力水准仪数据线通过预埋穿线管汇总引出至沉降基点附近数据采集器(5)。
在上述技术方案中，所述跑道地基为围海造陆、高填方、软土地基等后期沉降比较大的地基。
在上述技术方案中，所述沉降基点采用钢筋混凝土平台，并且钢筋混凝土平台由钢管支撑保证钢筋混凝土平台的位置稳定，所述钢管通过泥浆护壁钻进方式埋设，埋设深度为进入基岩或地基持力层3m；磁致伸缩液体压差式静力水准仪固定在钢筋混凝土平台上；沉降基点优选为距离跑道道肩1m～2m。
在上述技术方案中，所述沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度距地表优选为10-20cm，量程可根据地基预估远期沉降量设定，约为0.5m～1.0m。
在上述技术方案中，根据跑道宽度，跑道地基宽度的每个断面布设3～5个沉降监测点，每个沉降监测点间距为10m。
在上述技术方案中，所述机场跑道长度方向每50m布设一个监测断面，或在填挖交界处、填方厚度变化交界处布设监测断面。
在上述技术方案中，所述液体连通管为高压胶管，在跑道地基中预埋有用于穿设液体连通管的PVC穿线管。
在上述技术方案中，所述气体连通管为塑料软管，在跑道地基中预埋有用于穿设气体连通管的PVC穿线管。
在上述技术方案中，数据采集器具备数据采集、换算功能，并安装有无线发射装置，可以采用计算机采集数据。
所述机场跑道沉降监测***的布设和使用方法如下：
步骤一，跑道下部地基处理，施工跑道结构层，预先确定好各沉降监测点1-2位置：根据跑道宽度，跑道地基宽度的每个断面布设3～5个沉降监测点，每个沉降监测点间距为10m；
步骤二，根据沉降监测点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪自身高度、磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度(即磁致伸缩液体压差式静力水准仪顶面距跑道顶面的距离)、以及液体连通管三通接头距磁致伸缩液体压差式静力水准仪高度，计算出液体连通管距离跑道顶面深度，按照该深度，在施工结构层时预埋液体连通管PVC穿线管，以备后期穿设液体连通管3使用；
步骤三，根据跑道长度及监测范围确定沉降基点1-1布设位置。沉降基点位置确定后，通过地质钻探钻机埋设钢管102，埋设深度为进入基岩或地基持力层3m；沉降基点优选为距离跑道道肩1m～2m；
步骤四，根据沉降基点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的布设深度，在钢管顶部浇筑钢筋混凝土平台101，并预留固定底座及螺栓；
步骤五，继续施工跑道结构层，根据沉降监测点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪自身高度、磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度、以及气体连通管三通接头距磁致伸缩液体压差式静力水准仪高度，计算出气体连通管距离跑道顶面深度，按照该深度，在施工结构层过程中预埋气体连通管PVC穿线管，以备后期穿设气体连通管2使用；在布设气体连通管PVC穿线管时，同时埋设数据采集线穿线管；
步骤六，继续施工跑道结构层、面层；
步骤七，当面层施工完成后，通过岩芯钻机，在跑道设计埋设磁致伸缩液体压差式静力水准仪沉降的各沉降监测点位置开孔，开孔直径比磁致伸缩液体压差式静力水准仪直径大10cm，方便仪器安装和管路连接；
步骤八，将液体连通管、气体连通管穿设进预埋PVC管路中，放置磁致伸缩液体压差式静力水准仪，并通过水平气泡将其调平，并通过三通接头将同一断面磁致伸缩液体压差式静力水准仪连接在一起；
步骤九，将每个断面内沉降监测点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管、气体连通管与沉降基点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通；
步骤十，沉降基点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的气体连通管与干燥管4相连通，并与大气相通；
步骤十一，通过沉降基点处加液孔往磁致伸缩液体压差式静力水准仪内加注防冻液，在加注液体过程中应把空气排出；
步骤十二，将每个断面沉降监测点中的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的数据线通过预埋穿线管汇总至数据采集装置5，测试初始读数，并测试所有仪器均正常工作；
步骤十三，将每个沉降监测点用相同结构层和跑道面层材料回填仪器周围空隙，使仪器位置的跑道面层与其他位置一致；
步骤十四，根据设计要求定期采集数据，定期检查液体，通过沉降基点补液孔补充防冻液。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)磁致伸缩液位静力水准仪测量精度高，功耗低，抗干扰能力强，可靠性高等特点。
(2)采用无线数据传输***，可以避免测量人员进入机场跑道，大大提高工作效率。
(3)对于运营期监测频率比较低的情况，相对于人工测量，自动化采集***成本低，可以有效地降低成本。
本发明能够满足监测人员不进入机场跑道飞行区、不影响飞机正常起飞降落的前提下，根据需要实时采集跑道沉降数据，便于机场方根据沉降数据做出是否需要整修的决定，以及获得跑道长期沉降变形数据。
附图说明
图1是机场跑道沉降监测***的断面示意图。
其中：
100：机场跑道及地基、101：混凝土平台、102：钢管、1-1：沉降基点、1-2：沉降监测点、2：气体连通管、3：液体连通管、4：干燥管、5：数据采集装置。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
一种机场跑道沉降监测***，在跑道地基100中设置多个沉降监测点1-2，每个沉降监测点中分别埋设有一个磁致伸缩液体压差式静力水准仪，在跑道地基100侧部设置有沉降基点1-1，沉降基点位置也安装有磁致伸缩液体压差式静力水准仪，各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管3与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过气体连通管2与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且所有磁致伸缩液体压差式静力水准仪数据线通过预埋穿线管汇总引出至沉降基点附近数据采集器5，数据采集器具备数据采集、换算功能，并安装有无线发射装置，可以采用计算机采集数据。
所述机场跑道沉降监测***的布设和使用方法如下：
步骤一，跑道下部地基处理，施工跑道结构层，预先确定好各沉降监测点1-2位置：根据跑道宽度，跑道地基宽度的每个断面布设3～5个沉降监测点，每个沉降监测点间距为10m；
步骤二，根据沉降监测点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪自身高度、磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度(即磁致伸缩液体压差式静力水准仪顶面距跑道顶面的距离)、以及液体连通管三通接头距磁致伸缩液体压差式静力水准仪高度，计算出液体连通管距离跑道顶面深度，按照该深度，在施工结构层时预埋液体连通管PVC穿线管，以备后期穿设液体连通管3使用；
步骤三，根据跑道长度及监测范围确定沉降基点1-1布设位置。沉降基点位置确定后，通过地质钻探钻机埋设钢管102，埋设深度为进入基岩或地基持力层3m；沉降基点优选为距离跑道道肩1m～2m；
步骤四，根据沉降基点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的布设深度，在钢管顶部浇筑钢筋混凝土平台101，并预留固定底座及螺栓；
步骤五，继续施工跑道结构层，根据沉降监测点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪自身高度、磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度、以及气体连通管三通接头距磁致伸缩液体压差式静力水准仪高度，计算出气体连通管距离跑道顶面深度，按照该深度，在施工结构层过程中预埋气体连通管PVC穿线管，以备后期穿设气体连通管2使用；在布设气体连通管PVC穿线管时，同时埋设数据采集线穿线管；
步骤六，继续施工跑道结构层、面层；
步骤七，当面层施工完成后，通过岩芯钻机，在跑道设计埋设磁致伸缩液体压差式静力水准仪沉降的各沉降监测点位置开孔，开孔直径比磁致伸缩液体压差式静力水准仪直径大10cm，方便仪器安装和管路连接；
步骤八，将液体连通管、气体连通管穿设进预埋PVC管路中，放置磁致伸缩液体压差式静力水准仪，并通过水平气泡将其调平，并通过三通接头将同一断面磁致伸缩液体压差式静力水准仪连接在一起；
步骤九，将每个断面内沉降监测点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管、气体连通管与沉降基点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通；
步骤十，沉降基点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的气体连通管与干燥管4相连通，并与大气相通；
步骤十一，通过沉降基点处加液孔往磁致伸缩液体压差式静力水准仪内加注防冻液，在加注液体过程中应把空气排出；
步骤十二，将每个断面沉降监测点中的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的数据线通过预埋穿线管汇总至数据采集装置5，测试初始读数，并测试所有仪器均正常工作；
步骤十三，将每个沉降监测点用相同结构层和跑道面层材料回填仪器周围空隙，使仪器位置的跑道面层与其他位置一致；
步骤十四，根据设计要求定期采集数据，定期检查液体，通过沉降基点补液孔补充防冻液。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种机场跑道沉降监测***，其特征在于：在跑道地基(100)中设置多个沉降监测点(1-2)，每个沉降监测点中分别埋设有一个磁致伸缩液体压差式静力水准仪，在跑道地基(100)侧部设置有沉降基点，沉降基点位置也安装有磁致伸缩液体压差式静力水准仪，各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管(3)与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且各沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过气体连通管(2)与沉降基点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通，并且所有磁致伸缩液体压差式静力水准仪数据线通过预埋穿线管汇总引出至沉降基点附近数据采集器(5)。
2.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述跑道地基为围海造陆、高填方、软土地基等后期沉降比较大的地基。
3.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述沉降基点采用钢筋混凝土平台，并且钢筋混凝土平台由钢管支撑保证钢筋混凝土平台的位置稳定，所述钢管通过泥浆护壁钻进方式埋设，埋设深度为进入基岩或地基持力层3m；磁致伸缩液体压差式静力水准仪固定在钢筋混凝土平台上；沉降基点为距离跑道道肩1m～2m。
4.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述沉降监测点的磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度距地表为10-20cm，量程可根据地基预估远期沉降量设定，为0.5m～1.0m。
5.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：根据跑道宽度，跑道地基宽度的每个断面布设3～5个沉降监测点，每个沉降监测点间距为10m。
6.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述机场跑道长度方向每50m布设一个监测断面，或在填挖交界处、填方厚度变化交界处布设监测断面。
7.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述液体连通管为高压胶管，在跑道地基中预埋有用于穿设液体连通管的PVC穿线管。
8.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述气体连通管为塑料软管，在跑道地基中预埋有用于穿设气体连通管的PVC穿线管。
9.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***，其特征在于：所述静力水准仪外罩为钢化玻璃外罩。
10.根据权利要求1所述的机场跑道沉降监测***的布设和使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，跑道下部地基处理，施工跑道结构层，预先确定好各沉降监测点位置：根据跑道宽度，跑道地基宽度的每个断面布设3～5个沉降监测点；
步骤二，根据沉降监测点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪自身高度、磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度、以及液体连通管三通接头距磁致伸缩液体压差式静力水准仪高度，计算出液体连通管距离跑道顶面深度，按照该深度，在施工结构层时预埋液体连通管PVC穿线管，以备后期穿设液体连通管使用；
步骤三，根据跑道长度及监测范围确定沉降基点布设位置，沉降基点位置确定后，通过地质钻探钻机埋设钢管，埋设深度为进入基岩或地基持力层3m；沉降基点为距离跑道道肩1m～2m；
步骤四，根据沉降基点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的布设深度，在钢管顶部浇筑钢筋混凝土平台，并预留固定底座及螺栓；
步骤五，继续施工跑道结构层，根据沉降监测点处需要安装的磁致伸缩液体压差式静力水准仪自身高度、磁致伸缩液体压差式静力水准仪埋设深度、以及气体连通管三通接头距磁致伸缩液体压差式静力水准仪高度，计算出气体连通管距离跑道顶面深度，按照该深度，在施工结构层过程中预埋气体连通管PVC穿线管，以备后期穿设气体连通管使用；在布设气体连通管PVC穿线管时，同时埋设数据采集线穿线管；
步骤六，继续施工跑道结构层、面层；
步骤七，当面层施工完成后，通过岩芯钻机，在跑道设计埋设磁致伸缩液体压差式静力水准仪沉降的各沉降监测点位置开孔，开孔直径比磁致伸缩液体压差式静力水准仪直径大，方便仪器安装和管路连接；
步骤八，将液体连通管、气体连通管穿设进预埋PVC管路中，放置磁致伸缩液体压差式静力水准仪，并通过水平气泡将其调平，并通过三通接头将同一断面磁致伸缩液体压差式静力水准仪连接在一起；
步骤九，将每个断面内沉降监测点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪通过液体连通管、气体连通管与沉降基点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪相连通；
步骤十，沉降基点处的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的气体连通管与干燥管相连通，并与大气相通；
步骤十一，通过沉降基点处加液孔往磁致伸缩液体压差式静力水准仪内加注防冻液，在加注液体过程中应把空气排出；
步骤十二，将每个断面沉降监测点中的磁致伸缩液体压差式静力水准仪的数据线通过预埋穿线管汇总至数据采集装置，测试初始读数，并测试所有仪器均正常工作；
步骤十三，将每个沉降监测点用相同结构层和跑道面层材料回填仪器周围空隙，使仪器位置的跑道面层与其他位置一致；
步骤十四，根据设计要求定期采集数据，定期检查液体，通过沉降基点补液孔补充防冻液。
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